[发明专利]用于热灌装的容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热灌装的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器，以及用于灌装所述容器的方法。具体地，该方法应用在使用PET瓶包装超过80℃的产品，该PET瓶没有使用被称之为“耐热性”的吹塑法制造，其更为普遍地被用字母HR表示。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶由于其在耐热，轻量化，透明度和感官性能方面的出色性质被使用于很多方面。这些瓶通过在模具内对塑坯进行双轴拉伸而高生产率地制造。

在本说明书中，措词“热灌装”应当被理解为意指液体温度大于环境温度，通常大于80℃的灌装。

措词“冷-灌装”被理解为意指环境温度或低于环境温度的温度。

用于冷-灌装瓶的PET瓶的制造采用在模具空腔内吹塑塑坯的方法。通过注塑法制造的塑坯类似于一种管，其一端被堵塞和另一端形成颈部。在经由红外辐射加热塑坯到95/120℃后，无定形的PET软化和通过在模具的空腔内吹塑进行变形。在吹塑阶段，由于拉伸杆和在压力下被引入到塑坯中的空气和由此导致膨胀的共同作用下，塑坯双轴变形。为了消除PET的热量通过接触使模具被水-冷却，其具有定形瓶的几何形状的效果。因为在其制造期间该瓶进行了双轴拉伸，所以获得的该瓶被认为是双轴取向的。因而取向的大分子链导致在环境温度下出色的机械和光学性质。该双轴取向的缺陷源于其可逆的性质和一旦温度增加该材料寻求回到初始状态；一种被称为形状记忆的现象。

因而，尽管这些瓶提供了很多优点，然而当其温度大于60℃时其具有变形的缺陷。用在高温85/95℃下产品灌装这些瓶将导致这样的变形以至于所述的瓶不适于使用。用于弥补前述缺陷和允许PET瓶能被热灌装的几种方法已经在现有技术中被记载。

用以允许PET瓶用热液体灌装的最普通方法在于使用被称为“耐热性”瓶吹-塑法的方法，以及使用特定的瓶设计。

被称为“耐热性”的方法，其更普遍地用字母HR表示，使得改善瓶的耐热性成为可能。接着，产生第一HR方法，被称为一步法，其允许获得80至88℃的灌装温度。第二HR方法，称为两步法，其允许液体在88至95℃下被包装。

如HR瓶制造方法一样地，其必须采取不同的瓶设计。在包装期间，当所述的瓶在高温下被塞闭，该瓶必须承受由于液体冷却产生的真空。该冷却导致液体和该瓶中捕获空气的双重收缩。因而，热灌装瓶包括补偿板，该补偿板能够使得吸收体积上的变化成为可能，和包括防止该瓶不受控制的变形的多个刚性部件。这些设计需要较大的壁厚和导致该瓶的重量增大到冷-灌装瓶重量的两倍。

HR方法被用于生产用来热灌装的瓶，其也采用塑坯在模具空腔内吹塑，但是其还具有更多改进和更复杂的工作参数。特别地，与比吹塑冷-灌装容器的情况下相比，该塑坯在更高温度下被加热。高的吹塑温度使得PET的形状记忆最小化和松驰由于吹塑产生的一些应力成为可能。就一步法HR方法而论，当该瓶与模具壁接触时，其受到热处理。模具壁的高温影响增加双轴取向的PET链的结晶和因而改善其耐热性。该瓶内的空气循环使得从PET上释放热量和因而在脱模前固化该瓶的壁成为可能。就两步法HR方法而论，该方法使得获得更高的耐热性成为可能，但是其代价是连续的更为复杂的步骤。具体地，第一步骤在于吹塑塑坯，其体积远大于该瓶的体积；这个塑坯，具有高结晶度，然后其通过被加热到高于玻璃化转变而收缩；该收缩的塑坯最后在相当于该瓶打算制造的尺寸的模具空腔内吹制成形。该瓶具有高结晶度，其允许在88至95℃之间的温度下灌装。

然而，为允许在高温下包装液体的经由热处理的该瓶具有几个缺陷。

第一缺陷在于减少该瓶的生产效率，这是因为热定形方法延迟了吹塑周期。HR方法比普通的吹塑方法更为复杂和因此建设和使用的成本更为高昂。

第二缺陷在于重量和因此而带来的这些瓶的成本。如前所述，增加的材料使得承受容器内产生的真空和高灌装温度成为可能。然而，当前的方法使用了过量的材料，其对于优良的保存该产品严格来说并非必需。此外，补偿板损坏了容器的外观，使得降低了对消费者的吸引力。